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上海朕锌电气设备有限公司
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西门子6AU1425-2AA00-0AA0
6AU1425-2AA00-0AA0
SIMOTION Drive-based 控制单元 D425-2 DP； 可编程 运动控制器； 基本性能； 接口：12 DI 16DI/DO，4 个 Drive-CLiQ 2 个 PROFIBUS，3 个以太网，2 个 USB 1 个选件插槽； 包括双风扇/ 电池模块和电池
提供不同类型、I/O点数丰富的CPU模块，单体I/O点数较高可达60点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。另外，CPU模块配备标准型和经济型供用户选择，对于不同的应用需求，产品配置更加灵活，较大限度的控制成本。
新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道、模拟量通道。在不额外占用电控柜空间的前提下，信号板扩展能更加贴合用户的实际配置，提升产品的利用率，同时降低用户的扩展成本。
配备西门子**高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15 μ s，在同级别小型PLC中遥遥良好。一颗强有力的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑，复杂的工艺要求时表现的从容不迫。
CPU模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，方便快捷，省去了**编辑电缆。通过以太网接口还可与其它CPU模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。
CPU模块本体较多集成3路高速脉冲输出，频率高达100kHz,支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调整、定位等功能。
本机集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序的更新和PLC固件升级，较大地方便了客户工程师对较终用户的服务支持，也省去了因PLC固件升级返厂服务的不便。
在继承西门子编程软件强大功能的基础上，融入了更多的人性化设计，如新颖的带状式菜单、全移动式界面窗口、方便的程序注释功能、强大的密码保护等。在体验强大功能的同时，大幅提高开发效率，缩短产品上市时间。
SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器，SIMATIC SMART LINE触摸屏，SINAMICS V20变频器和SINAMICS V90伺服驱动系统**整合，为OEM客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于人机交互、控制、驱动等功能的*需求。
1. 概况
本文介绍了如何利用西门子组态软件WinccFlexbile实现屏与S120通过DP的直接连接，文中以MP270和CU320间的通讯为例介绍。
Profibus网络地址：
驱动的调试过程请参考其它文档，在此不再赘述。
然后选择相应的屏和版本：
如果版本不对可通过OS更新来达到一致：
打开WinccFlexible后首先建立新的连接：
然后建立变量：
变量地址的设定规则如下：
参数读写例子：
下载屏的项目前需进行MP270的数据传送设置：
再进行屏组态数据下载的设置：
较后设定计算机的IP地址，与屏在同一网段：
之后即可正常下载屏的组态数据并和S120建立直接的通讯连接。
1问题的提出
1.1 如何扩展**值编码器的测量范围
问题1：在使用SINAMICS S120进行位置控制时，在采用**值编码器作为位置反馈时，如果负载行程较长，**出了**值编码器的测量范围，那么在设备重新上电时，编码器的返回位置r0483与负载实际位置是不匹配的。此时应该如何扩展**值编码器的测量范围，正确地读取负载的位置？
1.2 如何正确使用测量齿轮
举一个例子，在使用图2的测量齿轮时，假设所用的编码器是一个8圈的**值编码器，那么默认情况下，编码器返回位置、电机/负载的角度、编码器的角度随时间变化的关系如图3所示。
从图3可以看出，在编码器旋转8圈以后发生溢出，每次溢出后编码器返回值的零点与电机/负载的零点会有1/3圈的偏移，在发生溢出以后编码器返回的位置值就不可用了。在溢出3次以后，编码器返回值零点与电机/负载零点又重合了。
问题2：在使用SINAMICS S120进行位置控制时，在采用**值编码器作为位置反馈时，如果使用了测量齿轮，那么如何在编码器溢出时，也能正确读取电机/负载的实际位置？
2 SINAMICS S120位置跟踪功能的使用
2.1 SINAMICS S120位置跟踪功能概述
? 扩展**值编码器的测量范围
该功能可通过参数P0411.0来激活，激活以后，编码器溢出的次数信息会被保存在断电保持数据区中，这样即使编码器返回值发生溢出，即使设备重新上电，也可以重新根据编码器溢出次数和当前返回值计算出负载的当前位置。
**值编码器位置实际值保存在参数r0483中，r0483是一个无符号32位数，需要激活编码器的控制字中*13位（GnSTW.13）才会将编码器的实际值显示在r0483中。如果P0411.0＝0，那么位置跟踪功能未被激活，此时r0483中的位置值由以下数据构成：
? 编码器每转脉冲数P0408
如果P0411.0＝1，那么位置跟踪功能被激活，此时r0483中的位置由以下数据构成：
? 编码器每转脉冲数P0408
2.2 扩展**值编码器测量范围的参数设置
在弹出的对话框中Details选项卡中，选择激活位置跟踪功能，并在虚拟圈数P0412中输入需要的值，如图6所示。配置完毕后，下载数据并保存。
另外也可以在ONLINE情况下，通过参数表直接设置。使用PG/PC连接设备，在STARTER软件中连接在线后，通过驱动器的Expert List打开参数列表，依次设置以下参数即可。
P0010＝4， Encoder Commissioning 编码器调试
2.3 使用测量齿轮时的参数设置
这样可以扩展位置值r0483的表示范围（如图8所示），在使用测量齿轮时，即使发生编码器返回值溢出，也能正确指示电机/负载的实际位置。
SIMATIC S7-200 SMART 产品亮点
机型丰富，更多选择
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选件扩展，精确定制
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高速芯片，性能**
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以太互联，经济便捷
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三轴脉冲，运动自如
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通用SD卡，快速更新
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软件友好，编程高效
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**整合，无缝集成
软件：Step7 V5.4 sp4; WinccFlexible 2008; Scout V4.1 sp2
硬件：PG/PC; MP270; CU320; 单轴电机模块
网络结构如下：
图 1 网络结构图
CU320：7
MP270：1
以太网地址设定：
PG/PC：192.168.20.88
MP270：192.168.20.11
CU及Servo轴的装置号如下：
图 2 装置号
2. WinccFlexible配置
首先在Step 7中插入HMI Station
图 3 插入HMI
图 4 选择屏的型号
图 5 OS更新
图 6 通讯连接设定
图 7 新建变量
DB:=参数号
DBX:=1024*装置号+参数下标 注X可为W或D，根据S120参数的数据类型而定。
注：装置号参见图2
(1) 读写CU的P2098.1西门子6AU1425-2AA00-0AA0
变量地址为DB2098.DBD1025 ，数据类型：DWORD；其中DBD中的1025=1024*1(装置号)+1（参数下标）。
(2) 读写SERVO_02的P2900.0
变量地址为DB2900.DBD2048 ，数据类型：REAL；其中DBD中的2048=1024*2(装置号)+0（参数下标）。
可将驱动的速度主给定P1155设为P2900，然后修改P2900的值实现变频器的速度给定的修改。
图 8 屏的IP地址设定
图 9 下载方式设定
图 10 计算机IP地址设置
在运动控制系统中，经常使用**值旋转编码器作为位置反馈，**值编码器具有返回值与实际位置一一对应、断电后位置信息不丢失等优点，在使用时给用户带来了很多方便，比如在设备重新上电时，不需要重新寻找参考点（回零）。
不过**值旋转编码器也有缺点，不管是单圈**值编码器，还是多圈**值编码器，它的测量范围都是有限的。如果负载不停地单方向运行，那么一定会造成编码器返回值溢出，此时编码器的值又重新返回零，周而复始。此时如果设备重新上电，编码器返回值是不包含溢出次数信息的，所得到的位置值也是不可用的。
图1 **值旋转编码器的返回值与负载位置的关系
在一些场合会使用测量齿轮改变电机或负载的转速特性，以便于速度或位置的测量，如图2所示为一个齿轮比为1：3的测量齿轮。如果所用的编码器为**值编码器，那么在发生溢出时，编码器返回值的零点与电机/负载的零点就出现偏移，偏移量的大小取决于齿轮比。一旦编码器返回值发生溢出，负载的实际位置值就不可用了。
图2 测量齿轮示意图
图3 编码器返回位置、电机/负载角度、编码器角度的关系
SINAMICS S120位置跟踪（Position Tracking）可用于：
? 在使用测量齿轮时，正确计算负载的位置
图4 测量齿轮和编码器的示意图
? 编码器信号细分位数P0419
? 编码器圈数P0421
? 编码器信号细分位数P0419
? **值旋转编码器虚拟圈数P0412
如果没有测量齿轮，编码器的圈数即为P0421的值，如果P0421太小，不满足负载行程要求，那么可以通过放大P0412来扩展**值编码器的位置测量范围。
? 测量齿轮比P0433/P0432
要扩展**值编码器的测量范围，可以在配置向导中编码器配置画面上进行设置。使用STARTER软件打开项目，在Config DDS的配置向导中，在配置编码器数据时，点击Details按钮，如图5所示。
图5 编码器配置画面
图6 激活位置跟踪功能
P0411.0＝Yes， Activate Position Tracking 激活位置跟踪功能
P0412＝600， Set Virtual Revolution 设置虚拟圈数，根据实际情况调整
P0010＝0， Ready 返回就绪状态
针对1.2节中的例子，编码器每溢出一次，都会在电机/负载侧产生1/3圈的偏移，每溢出3次以后，编码器零点与电机/负载的零点重新吻合。在编码器溢出时，电机/负载的位置就可能不正确了。
此时需要激活位置跟踪功能，并设置测量齿轮的齿轮比P0433和P0432，如图7所示。本例中**值编码器是一个8圈的**值编码器，所以P0412=8。
图7 测量齿轮的参数设置
图8 位置跟踪功能激活后的位置值